CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT

Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá
κ
-casein: chỉ chứa một gốc phosphoryl, có tính lưỡng cực. Đầu amino của phân
tử protein thì ưa béo còn đầu cacboxyl, nơi liên kết với nhóm gluxit lại ưa nước.
γ
-casein:
21
,
γγ
và
3
γ
-casein là những sản phẩm của quá trình thuỷ phân
β
-
casein từ máu động vật.
b. Prôtêin hoà tan:
Albumin 0,4% và Glubulin 0,2% bị đông tụ khi đun nóng sữa lên đến 80
o
C.
β
-lactoglobulin:
β
-lactoglobulin có dạng hình cầu, ít tương tác hoặc kết hợp
với các phân tử khác, chiếm 2,5- 4g/l.

α
-lactalbumin: có 0,8-1,5g/l, trong mỗi phân tử có chứa một nguyên tử caxi.
Thành phần các acid amin trong phân tử của nó rất cân đối, điểm đẳng điện ở PH =5,1
không bị đông tụ bởi men sữa.
Peptone-protose: bao gồm những phân đoạn protein khác nhau ( 0,8-1,5g/l)
Immunoglobulin: trong sữa bò có ba loại là IgG, IgA, IgM. Trong đó IgG có
hàm lượng cao nhất, IgA có chức năng chống nhiễm trùng đường ruột (0,5-0,8g/l).
Serum-albumin: là protein có phân tử lượng lớn có nguồn gốc từ máu rất mẫn
cảm với nhiệt độ.
Ngoài ra trong sữa còn có protein màng, hàm lượng của chúng rất thấp.
c. Enzym:
Enzym do tuyến vú tiết ra hoặc do vi sinh vật trong sữa tổng hợp nên. Sự có mặt
của các enzym là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hoá học của sữa trong quá trình
bảo quản, dẫn đến làm giảm chất lượng hoặc hư hỏng sữa. Nhưng một số Enzym trong
sữa có vai trò kháng khuẩn như lactoperoxydase, lysozyme. Hàm lượng vi sinh vật càng
nhiều thì thành phần enzym càng đa dạng và hoạt tính càng cao, có hơn 60 Enzym trong
sữa.
SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 5
Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá
Lactoperoydese: Enzym này xúc tác phản ứng chuyển hoá oxy từ H
2
O
2
đến các
chất oxy hoá khác, có PH tối thích là 6,8, hàm lượng trung bình trong sữa là 30mg/l, bị
vô hoạt hoá ở 80
o
C trong vài giây.
Catalase: Enzym này luôn có trong sữa do tuyến vú tiết ra, nó xúc tác phản ứng
phân huỷ H
2
O
2
thành nước và oxy tự do. Sữa nhiễm vi sinh vật thường có hoạt tính
catalase rất cao, có PH tối thích 6,8-7. Catalase bị vô hoạt ở 75
o
C trong thời gian một
phút, 65 – 68
o
C sau 30 phút.
Lipase: Enzym quan trọng nhất trong sữa được kí hiệu là mLPL, là một
glycoprotein, PH tối thích là 8.9, hàm lượng trong sữa chỉ khoảng 1-2mg/l, nó chỉ xúc
tác thuỷ phân liên kết ester trong cơ chất triglycerid ở dạng nhũ tương tại bề mặt tiếp
xúc pha giữa chất béo và nước, làm tích luỹ các axit béo tự do trong sữa, quá trình phân
giải tiếp theo các axit béo này làm cho sữa và sản phẩm từ sữa có vị đắng, mùi ôi khét
và mùi kim loại .
Phosphatase : Chúng xúc tác thuỷ phân liên kết ester giữa axit phosphoric và
glycerin, có hai dạng:
Phosphatase kiềm có PH tối thích là 9,6 có khả năng tái hoạt hoá. Bị thuỷ phân ở
30
o
C trong 30 phút hoặc 80
o
C tức thì.
Phosphatase acid : Enzym này có PH tối thích là 4,7 và là enzym bền nhiệt nhất
trong sữa. Để vô hoạt hoá hoàn toàn ta cần gia nhiệt sữa đến 96
o
C trong 5 phút, bị vô
hoạt bởi NaF
Trong suốt chu kì tiết sữa bò, hoạt tính phosphatase axit trong sữa khá ổn định,
phosphatase kiềm tăng dần vào cuối chu kì tiết sữa.
Lysozym: bền về nhiệt, xúc tác phản ứng thuỷ phân liên kết
β
giữa acid muramic
và glusamine của mucopolysaccride trong màng tế bào vi khuẩn, từ đó gây phân huỷ tế
bào. Lysozym có PH tối thích là 7,9, hàm lượng trung bình 130µg/l.
Proteaza :Enzym này xúc tác phản ứng thuỷ phân protein. Có hai loại protease:
proteaza kiềm và proteaza acid. Chúng thường liên kết với casein và cũng bị kết tủa ở
SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 6
Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá
PH = 4.6, proteaza axit có PH tối thích 4,0, còn protease kiềm là 7.5 – 8.0. Chúng bị vô
hoạt hoàn toàn ở 80
o
C sau 10 phút.
1.1.2.4. Chất béo: Chiếm 3,78 %, 25 -45 g/l, gồm Lipit đơn giản chiếm 35-45g, dễ tiêu
hoá. Lipit đơn giản gồm cacbon, hydro và oxy và Lipit phức tạp chiếm 0,3-0,5%; có
cacbon, hydro, oxy, photpho, nitơ, lưu huỳnh.
Bảng 1.2 Thành phần chất béo có trong sữa bò:
Thành phần
Hàm lượng (% so
với tổng khối
lượng chất béo)
Ghi chú
Lypid đơngiản
-Glyceride: triglyceride
Diglyceride
Monoglycerride
-Cholesteride
-Ceride
98,5
95-96
2-3
0,1
0,03
0,02
Ester của acid béo và
cholesterol
Ester của acid béo và
rượu cao phân tử
Lipid phức tạp 1,0
Các hợp chất tan trong chất
béo
- Cholesterol
- Acid béo tự do
- Hydrocarbon
- Vitamin A,D,K,E
- Rượu
0,5
0,3
0,1
0,1
vết
vết
SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 7
Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá
Các chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu, đường kính dao động từ 0.1-0.2
µ
m. Trong 1ml sữa có khoảng 10-15 tỷ hạt cầu béo. Do đó người ta có thể xem sữa là
hệ nhũ tương dầu trong nước. Các màng này có vai trò làm bền hệ nhũ tương trong sữa.
Các hạt cầu béo có thành phần chủ yếu là glyceride, phospholipit, protein, axit
nucleic, enzym, các nguyên tố vi lượng, nước.
Nếu ta không đồng hoá sữa trong thời gian bảo quản thì các hạt cầu béo có xu
hướng kết hợp lại với nhau. Khi đó trong sữa sẽ tồn tại hai pha tách biệt: pha trên cùng
với thành phần chủ yếu là lipit; pha dưới với các thành phần có tỉ trọng lớn là nước và
một số chất hoà tan trong sữa.
1.1.2.4 Khoáng :
Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8-10g/l. Các muối trong sữa dạng
hoà tan hoặc dung dịch keo dễ bị phá vỡ bởi nhiệt độ và PH, các muối khoáng trong sữa
hầu hết ở dạng dễ đồng hoá.
Trong số các nguyên tố khoáng trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là Ca, P,
Mg, K. MỘt phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle phần còn lại tồn tại dưới dạng
muối hoà tan trong sữa.
Các nguyên tố khác như: K, Na, Cl… đóng vai trò chất điện ly. Ngoài ra trong
sữa còn có các nguyên tố khác như Zn, Al, I, Cu, Mn, Ag… chúng cần thiết cho quá
trình dinh dưỡng của con người.
1.1.2.5 Vitamin
Tuỳ theo khả năng hoà tan trong nước hay trong chất béo chia các vitamin trong
sữa chia làm hai nhóm:
Vitamin hoà tan trong nước: B
1
, B
2
,B
3
, B
5
, B
6
, C, H …
Vitamin hoà tan trong chất béo: A, D, E
Nhìn chung hàm lượng các vitamin nhóm B trong sữa bò thường ổn định. Nhưng
hàm lượng vitamin tan trong chất béo lại bị ảnh hưởng sâu sắc bởi thành phần thức ăn
và điều kiện thời tiết.
SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 8
Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá
Bảng 1.3 Thành phần các vitamin trong sữa
Vitamin
mg/l
Vitamin

A
D
E

1
B

2
B

6
B

12
B
0,3
0,001
1,4
0,4
1,7
0,5
0,005


3
B
5
B
C
H
M
1
3
20
0,04
0,05
1.1.2.6. Hormone
Hormone do các tuyến nội tiết tiết ra và giữ vai trò quan trọng trong quá trình
sinh trưởng của động vật. Trong sữa bò có nhiều loại hormone được chia làm ba nhóm:
proteohormone, hormone peptide, hormone steoride.
1.1.2.7. Các hợp chất khác:
Trong sữa bò còn chứa các chất khí, chủ yếu là CO
2
, O
2
và N
2
. tổng hàm lượng
của chúng chiếm 5-6% thể tích sữa hay khoảng 70ml/lit trong đó 50-70% là
2
CO
, 5
– 10% là oxy và 20 – 30% là nitơ. Sữa mới vắt ra chứa một lượng lớn khí, sau đó sẽ
giảm dần và đạt mức bình thường, trong các loại khí này thì chỉ có oxy là ảnh hưởng
xấu vì nó có thể là nguyên nhân phát triển của các quá trình oxy hoá. Khi gia nhiệt thì
xuất hiện hiện thượng bài khí khiến cho độ axit của sữa giảm. Các chất khí trong sữa
thường tồn tại ở ba dạng: dạng hoà tan, dạng liên kết, dạng phân tán. Sắc tố xanh
clorophin, màu trắng do sự khuyếch tán ánh sáng bởi mĩen protêin.
1.2. HỆ VI SINH VẬT TRONG SỮA
SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 9
Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá
Bao gồm các loại có lợi và các loại có hại, nguồn gốc của vi sinh vật trong sữa xuất
phát từ: Bầu vú của động vật cho sữa, người vắt sữa, thiết bị vắt sữa, thiết bị chứa, môi
trường chuồng trại nơi diễn ra quá trình vắt sữa và trong sản phẩm chế biến sữa.
1.2.1 Các vi sinh vật bình thường của sữa: sống trong sữa ở điều kiện bình
thường, có thể nhiễm nội sinh hoặc ngoại sinh và chủ yếu là vi khuẩn.
1.2.2.1 Procaryote:
Vi khuẩn lactic:
Vi khuẩn lactic có dạng hình cầu hoặc hình gậy đứng riêng lẻ hoặc tạo chuỗi,
Gram (+) không có bào tử, không di động, nhiệt độ sinh trưởng tối ưu 25-47
o
C. Hô hấp
yếm khí tuỳ tiện hoặc hiếu khí, không sinh calataza, không phân huỷ
22
OH
, không khử
nitrat, không phân giải protêin trong sữa, lên men đường tạo thành axit lactic và các sản
phẩm khác. Để tồn tại trong sữa, vi khuẩn lactic tổng hợp năng lượng ATP từ cơ chất
lactose.
Có hai nhóm vi khuẩn lactic: vi khuẩn lactic đồng hình và vi khuẩn lactic dị
hình .Trong một số sản phẩm từ sữa như phô mai, bơ, yoghurt người ta sử dụng vi
khuẩn lactic để thực hiện một số chuyển hoá cần thiết . Còn các vi khuẩn lactic có mặt
trong sữa tươi sau khi vắt được xem là VSV tạp nhiễm. Chúng sẽ tạo ra những chuyển
hoá ngoài ý muốn của nhà sản xuất trong quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến, làm
thay đổi thành phần và giá trị cảm quan của sữa.
Các vi khuẩn sinh hương: Gồm nhóm vi khuẩn trong quá trình hoạt động có
khả năng tạo trong sữa các axit bay hơi như axt acetic, axit propyonic và nhiều chất
thơm(diacetin, các ete). Các vi khuẩn sinh hương gồm có streptococcus citrovorus phát
triển ở nhiệt độ thích hợp là 30
o
C. Streptococcus paracitrovorus và Streptococcus
dicetalactis nhiệt độ thích hợp để phát triển là 35
o
C có khả năng tạo diacetin cho sản
phẩm có mùi dễ chịu. Các vi khoẩn này gây đông tụ sữa sau 16 – 18 giờ.
Các vi hkuẩn gây đắng: (Streptococcus liquefaciens): nhiệt độ thích hợp 30
o
C, có
khả năng tạo các axit, tạo enzym đông tụ sữa. Enzym và axit này tác dụng đồng thời lên
protêin của sữa làm cho sữa đặc lại thành cục và độ axit giảm, loại này phát triển trong
sữa gay ra quá trình pepton hoá do đó tạo vị đắng khó chịu cho sản phẩm.
SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 10
Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá
Vi khuẩn coliform:
Coliform thuộc nhóm vi khuẩn Gram (-), kị khí tuỳ tiện,nhiệt độ sinh trưởng tối
ưu:30 ÷ 44
o
C.
Trong sữa, vi khuẩn coliform sẽ chuyển hoá đường lactose tạo axit lactic và các
hợp chất hữu cơ khác, khí CO
2

,
H
2
… Chúng làm phân giải protein trong sữa tươi tạo ra
các sản phẩm khác làm cho sữa có mùi khó chịu. Ở 75
o
C trong khoảng 20 giây vi
khuẩn colifrom sẽ bị tiêu diệt hoàn toàn.
Vi khuẩn sinh acid butyric (clostridium)
Là vi khuẩn Gram(+) thuộc nhóm kị khí bắt buộc, có khả năng sinh bào tử. Nhiệt
độ sinh trưởng tối thích là 37
o
C. Vi khuẩn clostrudium chuyển hoá dường trong sữa
thành nhiều sản phẩm khác nhau như các axit hơi, acid butyric, butalnol, etalnol,
2
CO
,
…làm sữa có mùi khó chịu, làm thay đổi thành phần hoá học của sữa và giá trị cảm
quan của sữa trong quá trình bảo quản. Có khả năng tạo bào tử và có khả năng chịu
nhiệt cao.
Vi khuẩn propionic
Chúng có hình cầu, xếp thành đôi trong hoặc chuỗi, Gram(+)thuộc nhóm kị khí
không bắt buộc. Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu là 30
o
C. Vi khuẩn propionic chuyển hoá
đường thành axit propionic, axit acetic, khí CO
2
… làm hư hỏng thực phẩm, nhiệt độ
phát triển thích hợp là 30-35
o
C có khả năng sinh vitamin
12
B
. Hầu hết các vi khuẩn
propionic bị tiêu diệt khi thanh trùng sữa ở 75
o
C trong thời gian 20 giây.
Vi khuẩn gây thối:
Đó là các vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp protease ngoại bào trong môi
trường sữa, không gây lên men đường sữa, là vi khuẩn sinh bào tử, có khả năng sinh
ezym protease xúc tác quá trình thuỷ phân protein tạo ra các sản phẩm polypeptit, peptit,
acid amin. Các acid amin tiếp tục bị phân huỷ ttạo NH
3
, H
2
S … làm cho sữa có mùi khó
chịu.
1.2.2.2. Eucaryote
Nấm men:
SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 11
Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá
Là những cơ thể đơn bào có hình cầu, oval, hoặc hình trứng. Chúng phát triển
trong sữa và gây ra những biến đổi về thành phần hóa học trong sữa, gây phản ứng lên
men đường lacto tạo
2
CO
và rượu. Một số nấm men thuộc họ Mycoderma có khả năng
tạo enzym phân huỷ protêin, lipit làm cho các sản phẩm sữa có vị đắng khó chịu.
Nấm sợi:
Có dạng hình sợi phân nhánh. Hầu hếtcác nấm sợi thuộc nhóm hiếu khí bắt buộc,
nhiệt độ sinh trưởng tối ưu 20-30
o
C. Việc nhiễm nấm sợi vào sữa gây nhiều khó khăn
trong sản xuất các sản phẩm từ sữa đặc biệt trong sản xuất pho mai và ảnh hưởng đến
chất lượng sản phẩm. Có khả năng phân giải protêin, lipit làm cho sữa có vị đắng.
Chúng phát triển sau nấm men nên chỉ có trong sữa đã hư hỏng nặng.
1.2.2 Hệ vi sinh vật không bình thường trong sữa:
Sữa bị axit hoá: Do sự biến đổi lactoza thành acid lactic là do Streptococcus
lactic, Micrococcus
Sữa bị phân giải protêin: một số nấm như Geotrichum, Penicillium, Mucor có khả
năng phân giải acid lactic dẫn đến đạm dễ bị thoái hoá.
Micrococcus caseiamara, nấm men torula amara làm cho sữa đắng, bị ôi.
1.3. BẢO QUẢN SỮA TRƯỚC KHI CHẾ BIẾN
Sữa là một hỗn hợp chứa nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ khác nhau. Trong quá
trình bảo quản, các hợp chất sữa sẽ bị biến đổi dẫn đến sự thay đổi về chất lượng của
sữa. Các tế bào VSV là nguyên nhân dẫn đến các biến đổi về thầnh phần các chất có
trong sữa.
Để hạn chế các biến đổi làm hư hỏng chất lượng sữa chúng ta cần tiến hành làm
lạnh nhanh sữa, nhiệt độ bảo quản không được lớn hơn 4
o
C. Ngoài ra, hàm lượng VSV
trong sữa phải dược khống chế ở mức thấp nhất. Những va chạm cơ học mạnh, sự tiếp
xúc của oxy và ánh sáng mặt trời với sữa phải được hạn chế nhằm bảo toàn các chỉ tiêu
cảm quan, hoá học và hoá lý trong quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến.
SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 12
Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá
Ngoài vi sinh vật còn có các tạp chất khác nhau như rơm, phân, kim loại, lông,
bụi bặm…cần được loại ra khỏi khối sữa bằng cách lọc.
Chương 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT
2.1. NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN SUẤT SỮA BỘT
Nguyên liệu để sản xuất sữa bột là sữa tươi nguyên cream hoặc sữa gầy. Sữa
nguyên là sản phẩm được chế biến từ sữa tươi không hiệu chỉnh hàm lượng chất béo .
Sữa gầy là sản phẩm được chế biến từ sữa tươi được tách bớt một phần chất béo. Để sản
phẩm có chất lượng ổn định, các yêu cầu về chỉ tiêu hoá lý, vi sinh và cảm quan cho
nguyên liệu cũng khắt khe như đối với nhóm chỉ tiêu vi sinh, tổng số tế bào trong 1l sữa
trước khi cô đặc và sấy không vượt quá 3000-5000. Để đạt được yêu cầu này sữa nguyên
liệu phải qua theo một quy trình riêng nhằm làm giảm tổng số tế bào sinh dưỡng và bào
tử có trong sữa. mỗi cơ sở sản xuất sẽ tự thiết lập yêu càu chỉ tiêu chất lượng sữa nguyên
liệu cho quy trình chế biến đang được áp dụng cho nhà máy.
Ngoài nguyên liệu chính là sữa tươi hoặc sữa gầy, người ta còn áp dụng một số
phụ gia trong sản xuất sữa bột như chất ổn định (polyphosphate, orthophosphate của Na,
K, Ca) chất tạo nhũ lecithine, chất chống oxy hoá. Muối phosphate có chức năng kàm ổn
định cấu trúc hạt sữa, chống oxy hoá và cải thiện độ hoà tan của sản phẩm.
Chế biến sữa bột rất có lợi về kinh tế bởi chất khô tăng cao tiết kiệm bao bì và vận
chuyển dễ dàng. Các dạng sữa bột hiện có: sữa bột nguyên kem, sữa bột tan nhanh, sữa
bột gầy.

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 13
Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá
2.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN SUẤT SỮA BỘT NGUYÊN CREAM
Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa bột nguyên cream
SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 14
Sữa nguyên
liệu
Chuẩn hoá
Thanh trùng
Cô đặc
Sấy
Đồng hóa
Bao gói
Xử lý
Bao bì
Sữa bột
nguyên
cream

Xem chi tiết: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT